Микропроцессорлық жүйенің байланыс жүйесі

Микропроцессорлық жүйенің байланыс жүйесі

Микропроцессорлық жүйелердің құрамындағы әртүрлі құрылғылардың арасындағы дерек алмастырылу хаттамаларының әмбебаптылығы мен қарапайымдылығын қамтамасыз ету үшін желілік байланыс жүйесі деп аталатын құрылым қолданылады.

Желілік байланысты жүйелерде құрылғылар арасындағы сигналдардың  барлығы да бір жолдармен, бірақ әртүрлі уақыт мезеттерінде жіберіледі (ол кезектелімді жіберілім деп аталады). Жіберілімнің екі бағытта да жүзеге асырылуы мүмкін (ол екібағытты жіберілім деп аталады). Нәтижесінде байланыыс жолдарының саны қысқарады және дерек алмастырылу тәртіптері (хаттамалары) қарапайымдалады. Сигналдардың немесе кодтардың жіберілетін жолдарының тобы желі (Bus) деп аталады.

Желілік байланыс құрылымында желіге қосылған құрылғылардың барлығының да дерек жіберуі немесе оны қабылдауы нақтылы тәртіппен (желі арқылы дерек алмастырылу хаттамасы бойынша) жүзеге асырылады.

Желілік байланысты жүйелер, негізінде, үш жағдайлы (3S, 3-state) шығысты микросхемалар арқылы құрылады. Ол микросхемалардың сәйкесті шығыстарын біріктіріп, кезектелімді немесе қосбағытты жолдар алуға мүмкіндік береді.

3S шығысты микросхемалардың қолданылымы кезінде жолға қосылған бір микросхеманың ғана шығыстары жандандырылып, ал өзгелерінің шығыстары үшінші (жоғарыкедергілі) жағдайында болуы қамтамасыз етілу керек.

Қалыпты микропроцессорлық жүйенің құрамына кіретін негізгі құрылғылар (1.1-сурет):

- жүйеде информацияның өңделуін және оның жан-жақты жіберілімін жүзеге асыратын орталық процессор (ОП);

- жүйенің жұмыс бағдарламаларын сақтауға арналған тұрақты жады (ROM – Read Only Memory);

- жүйе жұмысына қажетті деректерді сақтауға арналған қызмет жадысы (RAM – Random Access Memory);

-микропроцессорлық жүйенің сыртқы құрылғылармен байланысын қамтамасыз етуші енгізу/шығару құрылғылары мен олардың сәйкесті интерфейстері.

Микропроцессорлық жүйенің  құрамындағы құрылғылардың барлығы ортақ жүйе желісі арқылы біріктілген (ол жүйе магистралі немесе байланыс арнасы деп те аталады). Жүйе магистраліне негізгі үш информациалық желі кіреді, олар:

-адрес желісі АВ (Address Bus);

-дерек желісі DB (Data Bus);

 -басқарым желісі СВ (Control Bus).

Дерек желісі – жүйе модулдерінің арасында дерек алмастырылуын қамтамасыз етуші, негізгі желі. Дерек желісі, оның деректерді екі бағытта да жіберуін қамтамасыз етуі керек болғандықтан, ол әрқашан екібағытты болады. Адрес желісі – жадыға (немесе сыртқы құрылғыларға) нақтылы бағытталған байланысымды қамтамасыз етуші желі.

Магистралдың байланыс жолдарының толық санын кеміту үшін көбіне адрес желісі мен дерек желісін кезектестіру тәсілі қолданылады, яғни байланыс жолдары арқылы әртүрлі уақыт мезетінде адрес пен дерек кезектеп жіберіледі (цикл басында – адрес, цикл аяғында – дерек). Басқару желісінің жолдарындағы сигналдар кезекті цикл түрін анықтайды және оның әртүрлі кезеңдеріне сәйкесті уақыт мезеттерін бекітеді. Онымен қатар, басқару сигналдары процессордың (немесе магистралдың өзге қожасының, бастаушының, master) жұмысын жадының немесе енгізу/шығару құрылғыларының (орындаушы құрылғының, slave) жұмысымен келістіреді.

Негізгі басқару сигналдары – алмастыру стробтары, яғни жазу (шығару) стробы мен оқу (енгізу) стробы. Бұл сигналдарды процессор қалыптастырады, олар деректердің желі арқылы сәйкесті бағытта жіберілу мезеттерін анықтайды. Микропроцессорлық жүйенің  құрамындағы құрылғылардың барлығы да жүйе магистралына қосылған және олардың өзара информация алмасуы да осы магистраль арқылы жүзеге асырылады. Енгізу шығару құрылғыларын немесе сыртқы құрылғыларды (ЕШҚ немесе СҚ) жүйе магистралына қосу үшін олардың сигналдары нақтылы стандарттарға сәйкес келу керек, ол сәйкесті енгізу/шығару интерфейстері арқылы жүзеге асырылады.